DE3810244A1 - Ferromagnetfilm und damit hergestellter magnetkopf - Google Patents
Ferromagnetfilm und damit hergestellter magnetkopfInfo
- Publication number
- DE3810244A1 DE3810244A1 DE3810244A DE3810244A DE3810244A1 DE 3810244 A1 DE3810244 A1 DE 3810244A1 DE 3810244 A DE3810244 A DE 3810244A DE 3810244 A DE3810244 A DE 3810244A DE 3810244 A1 DE3810244 A1 DE 3810244A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- magnetic
- film
- iron
- ferromagnetic
- corrosion resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/68—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
- G11B5/70—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3109—Details
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/1278—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
- H01F10/14—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing iron or nickel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/26—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers
- H01F10/265—Magnetic multilayers non exchange-coupled
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/90—Magnetic feature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
- Y10S428/9265—Special properties
- Y10S428/928—Magnetic property
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/11—Magnetic recording head
- Y10T428/115—Magnetic layer composition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12632—Four or more distinct components with alternate recurrence of each type component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12937—Co- or Ni-base component next to Fe-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12951—Fe-base component
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Ferromagnetfilm als Kernmaterial
eines Magnetkopfs für einen Magnettonplattenspieler
oder ein Video-Bandaufnahmegerät und insbesondere
einen Ferromagnetfilm mit hoher magnetischer
Sättigungsinduktion, hoher Permeabilität, niedriger
Magnetostriktionskonstante und hoher Korrosionsbeständigkeit,
sowie einen Magnetkopf, der unter Verwendung
dieses Ferromagnetfilms hergestellt wird.
Die Technologie der Magnetaufnahme hat in den letzten
Jahren bemerkenswerte Fortschritte gemacht, die Aufnahmedichte
von Magnetaufnahmen ist jetzt so erhöht, daß ein
Heimvideo-Bandaufnahmegerät sowohl von der Größe als
auch vom Gewicht her klein ist und die Speicherkapazität
einer Magnetplatte hoch ist. Um die Aufnahmedichte zu
erhöhen, muß ein Ferromagnetfilm, der in einem Magnetkopf
verwendet wird, eine hohe magnetische Sättigungsinduktion
haben, so daß eine hohe Aufnahmedichte mit
einem Aufnahmemedium mit hoher Koerzivität erreicht
werden kann.
Außerdem muß das Material eines in einem Magnetkopf verwendeten
Ferromagnetfilms eine hohe Permeabilität aufweisen,
um den Aufnahme/Wiedergabe-Wirkungsgrad zu verbessern.
Um diesen Wirkungsgrad stabil zu halten, hat
das Material vorzugsweise eine Magnetostriktionskonstante
von praktisch gleich Null.
Als Magnetmaterial mit diesem magnetischen Eigenschaften
wurden eine Fe-Al-Si-Legierung (die sog. "sendust",
vgl. JP-A-60-74,110) und eine Fe-Si-Legierung (vgl. JP-A-52-112,797
entsprechend US-Anm. Nr. 662,198, und JP-A-59-182,938)
entwickelt. Jede dieser Legierungen enthält
Eisen als Hauptbestandteil und hat eine hohe magnetische
Sättigungsinduktion, sie können daher als Magnetkopfmaterial
verwendet werden.
Die Fe-Al-Si-Legierung hat allerdings eine relativ niedrige
magnetische Sättigungsinduktion von etwa 10 kG. Die
Fe-Si-Legierung hat zwar eine hohe magnetische Sättigungsinduktion
von 18 kG, jedoch nur eine geringe
Korrosionsbeständigkeit. Wird beispielsweise Ruthenium
(Ru) der Fe-Si-Legierung zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
zugegeben, so sinkt ihre magnetische Sättigungsinduktion
auf etwa 14 kG.
Aufgabe der Erfindung war es daher, einen Ferromagnetfilm
anzugeben, in dem die oben beschriebenen Nachteile nicht
mehr vorhanden sind, der eine hohe magnetische Sättigungsinduktion,
eine hohe Permeabilität, eine niedrige
Magnetostriktionskonstante und eine hohe Korrosionsbeständigkeit
hat und der als Kernmaterial eines Magnetkopfs
verwendet werden kann.
Die Aufgabe wird anspruchsgemäß
gelöst durch einen Ferromagnetfilm aus einem ferromagnetischen
Material, das zusätzlich zum Eisen als
Hauptbestandteil ein in dem Eisen interstitiell lösliches
Element enthält, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das
ferromagnetische Material noch ein weiteres Element,
ausgewählt unter Ni, Rh, Ru, Pd, Zr, Nb, Ta, Ag, Os,
Ir, Pt, Au, Cr, Mo, W, Ti, Bi, V, Co und Cu, in einer
Menge von 0,5 bis 5 Mol-% enthält.
Der erfindungsgemäße Ferromagnetfilm hat eine hohe magnetische
Sättigungsinduktion und eine hohe Permeabilität,
seine Korrosionsbeständigkeit ist verbessert und der
Absolutwert der Magnetostriktionskonstante ist vermindert,
ohne Beeinträchtigung seiner magnetischen Eigenschaften.
Als Element, das in dem Eisen interstitiell löslich ist,
wird vorzugsweise mindestens ein Element, ausgewählt
unter B, N, C und P, verwendet.
Werden außerdem der erfindungsgemäße Ferromagnetfim als
Hauptmagnetfilm und ein Metallfilm abwechselnd zu einem
Mehrschichtfilm laminiert, so kann die Permeabilität
des Mehrschichtfilms deutlich verbessert werden.
Somit kann durch Zugabe eines weiteren Elements, das in
dem Eisen als Hauptbestandteil interstitiell löslich
ist, ein Ferromagnetfilm erhalten werden, dessen Permeabilität
verbessert und dessen Koerzivität verringert
ist, ohne Beeinträchtigung der magnetischen Sättigungsinduktion
(vgl. US-Anm. 56,114). Auch die weichmagnetischen
Eigenschaften des Magnetfilms werden verbessert.
Der Grund dafür ist noch nicht klar. Jedoch wird bei
einem Magnetfilm, der neben dem Eisen noch ein weiteres
in dem Eisen interstitiell lösliches Element enthält,
die Röntgenbeugungslinie des Magnetfilms breit, das
Elektronenmikroskopbild des Magnetfilms zeigt Kristallkörner,
die kleiner sind als die eines Magnetfilms, der
kein in dem Eisen interstitiell lösliches Element enthält.
Daher wird vermutet, daß die Zugabe eines in dem
Eisen interstitiell löslichen Elements zum Magnetfilm
die Magnetokristallanisotropiekonstante verringert
oder die Dispersion der magnetischen Anisotropie senkt
und daher die weichmagnetischen Eigenschaften des Magnetfilms
verbessert. Außerdem tritt selbst bei einer
Zugabe des in dem Eisen interstitiell löslichen Elements
zum Magnetfilm in einer Konzentration von 10 bis 20 Mol-%
fast keine Reduktion der magnetischen Sättigungsinduktion
des Magnetfilms auf, die eine Eigenschaft des interstitiell
löslichen Elements ist. Die Anzahl an in einer
Volumeneinheit enthaltenen Eisenatome bleibt unverändert,
da das Element in dem Eisengitter interstitiell löslich
ist; es wird vermutet, daß dies einen günstigen Einfluß
hat.
Es wurde weiter festgestellt, daß bei Zugabe mindestens
eines Elements aus der Gruppe Ni, Rh, Ru, Pd, Zr, Nb,
Ta, Ag, Os, Ir, Pt, Au, Cr, Mo, W, Ti, Bi, V, Co und Cu
zu einem Magnetfilm, der zusätzlich zum Eisen als Hauptbestandteil
ein in dem Eisen interstitiell lösliches
Element enthält, die Korrosionsbeständigkeit des Magnetfilms
stark verbessert werden kann, ohne Beeinträchtigung
der weichmagnetischen Eigenschaften des Magnetfilms.
Es wurde außerdem festgestellt, daß die Korrosionsbeständigkeit
des Magnetfilms mit zunehmender Menge des dem
Magnetfilm zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
zugegebenen Elements zunimmt. Jedoch mit zunehmender
Menge dieses Elements ändert sich die Magnetostriktionskonstante
des Magnetfilms von einem negativen zu einem
positiven Wert. Damit der Magnetfilm eine Magnetostriktionskonstante
mit einem sehr geringen Absolutwert und
außerdem eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
hat, wird das Element zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
dem Magnetfilm vorzugsweise in einer Konzentration
von 0,5 bis 5 Mol-% zugegeben.
Wird ferner ein Element, das in Eisen interstitiell löslich
ist, einem Magnetfilm zugegeben, der Eisen als
Hauptbestandteil enthält, so nimmt die Magnetostriktionskonstante
des Magnetfilms zu. Dementsprechend enthält ein
Magnetfilm, der eine Magnetostriktionskonstante von praktisch
gleich Null und ausgezeichnete weichmagnetische
Eigenschaften und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
hat, vorzugsweise das im Eisen interstitiell
lösliche Element in einer Menge von 1 bis 15 Mol-% und
das Element zur Verbesserung der Korrosionsbestädndigkeit
in einer Konzentration von 0,5 bis 5 Mol-%.
Die Erfindung betrifft ferner einen Mehrschicht-Ferromagnetfilm,
der aus abwechselnd einem Hauptmagnetfilm
und einem Zwischenfilm besteht, der dadurch gekennzeichnet
ist, daß der Hauptmagnetfilm aus dem oben beschriebenen
korrosionsbeständigen Ferromagnetfilm besteht.
Bei einem Mehrschichtfilm mit einer vorbestimmten Dicke
nimmt die Permeabilität des Mehrschichtfilms zu und
seine Koerzivität mit zunehmender Anzahl der Schichten
ab, das heißt, die Dicke jedes Hauptmagnetfilms wird
geringer. Es wird vermutet, daß die auf der Mehrschicht-Struktur
beruhende Verbesserung der weichmagnetischen
Eigenschaften von der auf die Mehrschichtstruktur zurückgehende
Begrenzung des Kristallkornwachstums, abhängt,
was wiederum eine Dispersionsabnahme der magnetischen
Anisotropie bedingt.
Die Erfindung wird durch die Abbildungen erläutert;
es zeigen:
Fig. 1 den Einfluß des Rhodiumgehalts auf die Korrosionsbeständigkeit
und die Magnetostriktionskonstante
eines Magnetfilms aus Eisen, der 5 Mol-% Kohlenstoff
und außerdem Rhodium enthält;
Fig. 2 eines Querschnitt eines erfindungsgemäßen Magnetkopfs,
der unter Verwendung eines erfindungsgemäßen
Magnetfilms als Hauptmagnetpol hergestellt
worden ist.
Dabei wird der erfindungsgemäße Ferromagnetfilm als
einzelne Schicht oder als Mehrschichtfilm für den Hauptmagnetpol
eines senkrechten Magnetaufnahmekopfs verwendet.
Gemäß Fig. 2 besteht ein magnetisches Aufnahmemedium 1
aus einem nichtmagnetischen Substrat 2, einem Grundfilm 3,
wie Permalloy, auf dem Substrat 2 und einem senkrecht
magnetisierbaren Film 4 auf dem Grundfilm 3, der eine
leicht magnetisierbare Achse senkrecht zum Film 4 hat.
Der Film 4 besteht aus einer Co-Cr-Legierung.
Der Magnetkopf besteht aus einem Hauptmagnetpol 5 auf
einem Substrat 6, einem spaltbegrenzenden Material 7,
einem Hilfsmagnetpol 9, einer Spule 10, einem Dichtungsteil
8 aus einem Isoliermaterial und einem Schutzfilm 11
auf dem Hilfsmagnetpol 9. Der Hauptmagnetpol 5 wird
durch einen durch die Spule 10 fließenden Schwachstrom
magnetisiert und erzeugt ein senkrechtes Magnetfeld an
der Spitze des Pols 5, wodurch ein Signal in dem senkrecht
magnetisierbaren Film 4 des magnetischen Aufnahmemediums
1 aufgenommen wird.
Mit einem Magnetkopf mit einer einzigen Schicht des erfindungsgemäßen
Ferromagnetfilms als Hauptmagnetpol
wird eine Aufnahmedichte gleich oder über 40 kbit/cm
(100 kbit/inch) erreicht. Dieser Wert ist um 32 kbit/cm
(80 kbit/inch) größer als bei einem herkömmlichen Magnetkopf.
Wird ein Magnetkopf mit einem erfindungsgemäßen
Mehrschicht-Ferromagnetfilm als Hauptmagnetpol verwendet,
so ist die Aufnahmedichte größer oder gleich 48 kbit/cm
(120 kbit/inch).
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher
erläutert.
Ein Eisen als Hauptbestandteil enthaltender Magnetfilm
wird durch Ionenstrahl-Zerstäubung hergestellt. Die
Ionenstrahl-Zerstäubungsvorrichtung besteht aus einer
Doppel-Ionenstrahl-Vorrichtung mit zwei Ionenquellen,
wobei die eine ein Targetmaterial zur Ablagerung zerstäubter
Teilchen auf einem Substrat besprüht. Die andere
Ionenquelle wird zum Bombardieren des Substrats mit
emittierten Ionen verwendet. Das heißt, die zweite Ionenquelle
emittiert Ionen mit einer Energie nicht über 500 eV,
das Substrat wird mit diesen Ionen mit niedriger
Energie bombardiert, um die Struktur des auf dem Substrat
niedergeschlagenen Films zu kontrollieren.
Die Zerstäubungsbedingungen zur Herstellung eines Magnetfilms
mit einer hohen magnetischen Sättigungsinduktion,
einer hohen Permeabilität, einer geringen Magnetostriktionskonstante
und einer hohen Korrosionsbeständigkeit
sind wie folgt:
Ionenbeschleunigende Spannung
der ersten Ionenquelle1000 bis 1400 V, Ionenbeschleunigende Spannung
der zweiten Ionenquelle200 bis 400 V, Argondruck2 bis 3 · 10-2 Pa, Temperatur der Substratoberfläche50 bis 100°C, Drehgeschwindigkeit des Substrats20 bis 60 U/min.
der ersten Ionenquelle1000 bis 1400 V, Ionenbeschleunigende Spannung
der zweiten Ionenquelle200 bis 400 V, Argondruck2 bis 3 · 10-2 Pa, Temperatur der Substratoberfläche50 bis 100°C, Drehgeschwindigkeit des Substrats20 bis 60 U/min.
Unter den angegebenen Zerstäubungsbedingungen wurden verschiedene
Magnetfilme mit Eisen als Hauptbestandteil und
Kohlenstoff als interstitiell lösliches Element auf einem
Glassubstrat zu einem Film mit einer Dicke von 0,5 bis
1 µm aufgebracht, wobei Eisentargets verwendet wurden,
die mit den verschiedenen, in Tabelle 1 angegebenen
Materialien beladen wurden. Die Zusammensetzung jedes
so erhaltenen Magnetfilms wurde durch die induktiv gekoppelte
Argon-Plasmaspektroskopie und die Auger-Elektronenspektroskopie
bestimmt. Die Magnetfilme wurden auf
300°C erhitzt. Die magnetische Sättigungsinduktion,
Permeabilität, Koerzivität und Magnetostriktionskonstante
jedes Magnetfilms wurden mit einem Vibrationsprobenmagnetometer,
einem Vektorimpedanzmeter, einem B-H-Kurvenschreiber
bzw. einem Drehmomentmesser bestimmt.
Die Korrosionsbeständigkeit jedes Magnetfilms wurde an
Hand der Verminderung der magnetischen Sättigungsinduktion
bestimmt, die durch 7tägiges Aufbewahren jedes
Films bei 30°C unter Besprühen mit einer 1%igen NaCl-Lösung
entstand. Das heißt, die magnetische Sättigungsinduktion
wird vor dem Besprühen mit 1%iger NaCl-Lösung
gemessen und als σ₀ angegeben; die magnetische Sättigungsinduktion
nach dem 7-tägigen Besprühen mit 1%iger
NaCl-Lösung wird mit σ angegeben, die Korrosionsbeständigkeit
ist dann (σ/σ₀) × 100%.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Fig. 1 zeigt
die Veränderung der Korrosionsbeständigkeit und der
Magnetostriktionskonstante eines Magnetfilms aus Eisen
mit 5 Mol-% Kohlenstoff, die durch die Zugabe von
Rhodium (Rh) zum Magnetfilm erfolgt.
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß bei Zugabe mindestens
eines Elements, ausgewählt unter Ni, Rh, Ru, Pd, Zr, Nb,
Ta, Ag, Os, Ir, Pt, Au, Cr, Mo, W, Ti, Bi, V, Co und Cu,
zu einem Magnetfilm aus Eisen mit 8 Mol-% Kohlenstoff
die Korrosionsbeständigkeit des Magnetfilms verbessert
wird. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Korrosionsbeständigkeit
eines Magnetfilms aus Eisen mit 5 Mol-%
Kohlenstoff, der außerdem noch Rhodium (Rh) enthält, mit
steigenden Rhodiumgehalt größer wird und daß seine Magnetostriktionskonstante
entsprechend der Zunahme des
Rhodiumgehaltes von einem negativen zu einem positiven
Wert steigt. Liegt somit der Rhodiumgehalt im Bereich
von 0,5 bis 5 Mol-%, so beträgt die Korrosionsbeständigkeit
über 80%, der Absolutwert der Magnetostriktionskonstante
liegt unter 2 × 10-6. Aus Tabelle 1 ist außerdem
ersichtlich, daß andere Zusätze als Rhodium die gleiche
Wirkung wie Rhodium haben können; deshalb wird vorzugsweise
mindestens einer dieser Zusätze dem Magnetfilm in
einer Konzentration von 0,5 bis 5 Mol-% zugegeben.
Die so hergestellten Fe-C-Magnetfilme werden an Hand der
Röntgenbeugung untersucht, es wird eine Beugungslinie
der (110)-Ebene des α-Eisens beobachtet. Somit wird bestätigt,
daß jeder Magnetfilm kristallisiert ist und
eine zur kristallographischen (110)-Ebene parallele
Fläche hat.
Andere, in Eisen interstitiell lösliche Elemente als
Kohlenstoff wurden zur Herstellung von Magnetfilmen verwendet.
Ein drittes Element, wie Nickel, wurde den Magnetfilmen
zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
zugegeben.
Die magnetischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit
der so hergestellten Magnetfilme, die eine Dicke
von 0,5 bis 1 µm hatten, sind in Tabelle 2 angegeben.
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß bei Zugabe eines
anderen in Eisen interstitiell löslichen Elements als
Kohlenstoff zu einem Magnetfilm aus Eisen die Permeabilität
des Magnetfilms erhöht wird und der Magnetfilm
günstige weichmagnetische Eigenschaften aufweist, wie
dies der Fall ist, wenn dem Magnetfilm Kohlenstoff zugegeben
wird. Wird dem Magnetfilm außerdem ein Element,
wie Ni, Rh, Ru, Pd, Zr, Nb, Ta, Ag, Os, Ir, Pt, Au, Cr,
Mo, W, Ti und Cu zugegeben, so ist seine Korrosionsbeständigkeit
erhöht. Außerdem steigt wie in Beispiel 1
die Magnetostriktionskonstante des Magnetfilms mit zunehmender
Menge des zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
zugesetzten Elements. Um zu einem Magnetfilm
mit einer ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit und
einer Magnetostriktionskonstante mit einem sehr geringen
Absolutwert zu gelangen, wird dem Magnetfilm vorzugsweise
ein Element zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
in einer Konzentration von 0,5 bis 5 Mol-% zugegeben.
Werden dem Magnetfilm aus Eisen als Hauptbestandteil jedoch
in Eisen interstitiell lösliche Elemente, wie C,
B, N und P in einer Menge über 15 Mol-% zugegeben, so
nimmt die Beständigkeit des Magnetfilms abrupt ab. In
einem solchen Fall ist es unmöglich, sogar bei Zugabe
eines Elements zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit,
wie beispielsweise Nickel oder Rhodium, die
Korrosionsbeständigkeit des Films zu verbessern. Das
heißt, um einen Magnetfilm mit hoher Korrosionsbeständigkeit
zu erhalten, muß dem Magnetfilm ein in Eisen
intersitiell lösliches Element in einer Konzentration
unter oder gleich 15 Mol-% zugegeben werden. Um die
Permeabilität des Magnetfilms zu verbessern, muß der
Magnetfilm das oben angegebene Element in einer Konzentration
gleich oder größer 1 Mol-% enthalten.
Ein Target gemäß Beispiel 1, das Eisen als Hauptbestandteil
enthält, wird durch einen Targethalter einer Ionenstrahl-Zerstäubungsvorrichtung
mit drehbaren Targethaltern
gehalten, ein Target aus Nickel und 19 Masse-%
Eisen oder Kobalt und 7 Masse-% Zirkon wird durch einen
anderen Targethalter gehalten. Unter den Zerstäubungsbedingungen
des Beispiels 1 wird ein Magnetfilm aus Eisen
als Hauptbestandteil in einer Dicke von 46 mm (460 Å) als
Hauptmagnetfilm und ein Film aus Nickel und 19 Masse-%
Eisen oder Kobalt und 7 Masse-% Zirkon in einer Dicke
von 4 nm (40 Å) als Zwischenschicht aufgebracht. Der
Hauptmagnetfilm und die Zwischenschicht werden abwechselnd
zu einem Mehrschicht-Magnetfilm mit 19 Filmen und
Schichten aufgebracht.
Die magnetischen Eigenschaften dieser Mehrschicht-Magnetfilme
sind in Tabelle 3 angegegen.
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß die Mehrschicht-Magnetfilme
eine wesentlich bessere Permeabilität als
die Einschicht-Magnetfilme aufweisen, das heißt, sie
haben eine relative Permeabilität, die größer als 1500
ist. Es wird vermutet, daß die hohe Permeabilität der
Mehrschicht-Magnetfilme auf folgendem Phänomen beruht:
Bei der Herstellung eines Magnetfilms mit einer Mehrschichtstruktur
werden die säulenartigen Kristallkörner
durch die dazwischengeschobenen Zwischenschichten in
feine Körner geteilt, die Dispersion der Magnetanisotropie
nimmt ab.
Die Korrosionsbeständigkeit der Mehrschicht-Magnetfilme
entspricht der von Einschicht-Magnetfilmen gemäß Beispiel
1 und 2. Aus Tabelle 3 ist jedoch ersichtlich,
daß die Mehrschicht-Magnetfilme mit einem Film aus
Nickel und 19 Masse-% Eisen als Zwischenschicht korrosionsbeständiger
sind als Mehrschicht-Magnetfilme mit
einem Film aus Kobalt und 7 Masse-% Zirkon als Zwischenschicht.
In den Beispielen 1, 2 und 3 wurden die Megnetfilme durch
Ionenstrahlzerstäubung hergestellt, ihre Eigenschaften
werden angegeben. Es wurde festgestellt, daß gleiche
Magnetfilme durch Hochfrequenzzerstäubung erhalten werden
können, das heißt, Magnetfilme mit den gleichen magnetischen
Eigenschaften und der gleichen Korrosionsbeständigkeit
wie durch Ionenstrahlzerstäubung, nur durch
Einstellen der Substrattemperatur auf etwa 200°C. In
anderen Worten, ein erfindungsgemäßer Magnetfilm kann
unabhängig von filmbildenden Verfahren hergestellt werden.
Wie oben angegeben, hat ein erfindungsgemäßer Ferromagnetfilm
mit Eisen als Hauptbestandteil eine hohe magnetische
Sättigungsinduktion von 18 kG oder mehr, eine relativ
hohe Permeabilität von 500 oder darüber bei einer Einschichtstruktur
und von 1500 oder darüber bei einer Mehrschichtstruktur,
eine niedrige Koerzivität von 50 Oe oder
darunter bei einer Einschichtstruktur und von 10 Oe oder
darunter bei einer Mehrschichtstruktur, eine kleine
Magnetostriktionskonstante mit einem Absolutwert unter
oder gleich 2 × 10-6 und einen hohen Korrosionsbeständigkeitswert
(σ/σ₀) von 0,8 oder mehr. Wird der erfindungsgemäße
Magnetfilm als Magnetpol eines Magnetkopfes verwendet,
so kann, sogar bei einer Magnetfilmdicke von etwa
0,2 µm, ein starkes Magnetfeld an der Spitze des Magnetpols
gebildet werden, ohne magnetische Sättigung des Magnetfilms
zu erzeugen. Das heißt, es kann eine außerordentlich
hohe Magnetaufnahmedichte erreicht werden.
Der Grund für die ausgezeichneten Eigenschaften des erfindungsgemäßen
Magnetfilms ist nicht klar; sie scheinen
jedoch auf folgendem Phänomen zu beruhen: Wird ein in
Eisen interstitiell lösliches Element dem Eisen zugegeben,
so verdünnt es nicht das Magnetmoment des Eisens, sondern
verhindert das Wachstum der Kristallkörner. Sogar dann,
wenn der Magnetfilm ein Element zur Verbesserung der
Korrosionsbeständigkeit in sehr geringer Konzentration
enthält, ist seine Korrosionsbeständigkeit deutlich erhöht.
Das heißt, die dem Eisen zugesetzten Elemente zeigen
verschiedene Wirkungen.
Der Grund, warum eine Mehrschichtstruktur die weichmagnetischen
Eigenschaften eines Magnetfilms verbessert, ist
nicht klar, es wird jedoch vermutet, daß bei Bildung
eines Mehrschicht-Magnetfilms die Kristallkörner eines
einschichtigen Films in feine Körner durch Einschieben
der Zwischenschicht verteilt werden und daß die Bildung
der feinen Kristallkörner zur Verbesserung der weichmagnetischen
Eigenschaften führt.
Claims (5)
1. Ferromagnetfilm aus einem ferromagnetischen Material,
das ein in Eisen interstitiell lösliches Element zusätzlich
zu dem als Hauptbestandteil verwendeten Eisen
enthält,
dadurch gekennzeichnet,
daß das ferromagnetische Material außerdem noch ein
weiteres Element, ausgewählt unter Ni, Rh, Ru, Pd, Zr,
Nb, Ta, Ag, Os, Ir, Pt, Au, Cr, Mo, W, Ti, Bi, V, Co
und Cu, in einer Konzentration von 0,5 bis 5 Mol-%
enthält.
2. Ferromagnetfilm nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das in Eisen interstitiell lösliche Element mindestens
ein Element, ausgewählt unter B, C, N und P,
ist und in dem ferromagnetischen Material in einer
Konzentration von 1 bis 15 Mol-% vorhanden ist.
3. Mehrschicht-Ferromagnetfilm aus abwechselnd einem Hauptmagnetfilm
und einem Zwischenfilm,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hauptmagnetfilm aus einem korrosionsbeständigen
Ferromagnetfilm nach Anspruch 1 oder 2 und der Zwischenfilm
aus einem vom Hauptmagnetfilm verschiedenen Metallfilm
besteht.
4. Magnetkopf (5 bis 11),
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Teil eines Magnetpols (5) aus einem
Ferromagnetfilm nach Anspruch 1 oder 2 besteht.
5. Magnetkopf,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Teil eines Magnetpols (5) aus einem
Mehrschicht-Ferromagnetfilm nach Anspruch 3 besteht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62068820A JP2555057B2 (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 耐食強磁性膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3810244A1 true DE3810244A1 (de) | 1988-10-06 |
DE3810244C2 DE3810244C2 (de) | 1994-02-10 |
Family
ID=13384733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3810244A Expired - Fee Related DE3810244C2 (de) | 1987-03-25 | 1988-03-25 | Ferromagnetfilm und dessen Verwendung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4935314A (de) |
JP (1) | JP2555057B2 (de) |
KR (1) | KR910006582B1 (de) |
CN (1) | CN1012234B (de) |
DE (1) | DE3810244C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3936519A1 (de) * | 1988-11-02 | 1990-05-03 | Alps Electric Co Ltd | Schicht aus weichmagnetischer legierung und magnetkopf mit einer solchen schicht |
DE4007243A1 (de) * | 1989-03-08 | 1990-09-20 | Alps Electric Co Ltd | Schicht aus weichmagnetischer legierung |
EP0442407A1 (de) * | 1990-02-13 | 1991-08-21 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Magnetfeldsensor mit ferromagnetischer, dünner Schicht |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8802873A (nl) * | 1988-11-22 | 1990-06-18 | Philips Nv | Zachtmagnetische multilaagfilm en magneetkop voorzien van een dergelijke zachtmagnetische multilaagfilm. |
US5421915A (en) * | 1989-01-26 | 1995-06-06 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method for preparing same and magnetic head |
JPH0744123B2 (ja) * | 1989-02-08 | 1995-05-15 | 富士写真フイルム株式会社 | 軟磁性薄膜の製造方法 |
DE69015652T2 (de) * | 1989-01-26 | 1995-05-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | Weichmagnetischer dünner Film, Verfahren zu seiner Herstellung und Magnetkopf. |
US5772797A (en) | 1989-01-26 | 1998-06-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Soft magnetic thin film, method for preparing same and magnetic head |
US6183568B1 (en) | 1989-01-26 | 2001-02-06 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method for preparing a magnetic thin film |
JPH0744108B2 (ja) * | 1989-01-26 | 1995-05-15 | 富士写真フイルム株式会社 | 軟磁性薄膜 |
JP2893706B2 (ja) * | 1989-03-24 | 1999-05-24 | 三菱マテリアル 株式会社 | 鉄系軟磁性膜 |
JP2698813B2 (ja) * | 1989-04-03 | 1998-01-19 | 富士写真フイルム株式会社 | 軟磁性薄膜 |
KR100210579B1 (ko) * | 1990-01-08 | 1999-07-15 | 가나이 쓰도무 | 강자성막 및 그 제조방법과 이것을 사용한 자기헤드 |
JPH0785452B2 (ja) * | 1990-04-20 | 1995-09-13 | 日本電気株式会社 | 磁性体膜とその製造方法 |
JPH0765145B2 (ja) * | 1990-08-31 | 1995-07-12 | 健 増本 | 高飽和磁束密度Fe系軟磁性合金および高飽和磁束密度Fe系軟磁性合金薄帯 |
JPH0417310A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-22 | Nec Corp | 磁性多層膜 |
US5614329A (en) * | 1991-03-05 | 1997-03-25 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Soft-magnetic thin film |
JPH05304026A (ja) * | 1992-02-29 | 1993-11-16 | Sony Corp | 軟磁性薄膜とこれを用いた磁気ヘッド |
US6150046A (en) | 1997-01-31 | 2000-11-21 | Alps Electric Co., Ltd. | Combination magnetoresistive/inductive thin film magnetic head and its manufacturing method |
US20040219328A1 (en) * | 2001-08-31 | 2004-11-04 | Kazunori Tasaki | Laminated soft magnetic member, soft magnetic sheet and production method for laminated soft magnetic member |
US6771464B2 (en) * | 2001-10-19 | 2004-08-03 | Seagate Technology Llc | Perpendicular magnetic recording head with a laminated main write pole |
SG118264A1 (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-27 | Sony Corp | A magnetic material and a MEMS device using the magnetic material |
EP3441493A1 (de) * | 2017-08-08 | 2019-02-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Legierung und komponente mit einer schicht davon |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5987245A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-19 | Nippon Denso Co Ltd | 内燃機関の運転制御装置 |
JPS6079702A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-07 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光磁気記録媒体 |
JP2601796B2 (ja) * | 1985-12-05 | 1997-04-16 | 日立マクセル株式会社 | 光磁気記録媒体 |
DE3685219D1 (de) * | 1985-06-21 | 1992-06-11 | Sumitomo Metal Mining Co | Magnetisches speichermedium. |
-
1987
- 1987-03-25 JP JP62068820A patent/JP2555057B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-03-15 KR KR1019880002706A patent/KR910006582B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-03-24 US US07/172,499 patent/US4935314A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-25 CN CN88101596A patent/CN1012234B/zh not_active Expired
- 1988-03-25 DE DE3810244A patent/DE3810244C2/de not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
IEEE Trans. Magnetics, Vol. MAG-20 (1984), S. 1451-1453 * |
JP 62-37914 (A) engl. Abstract * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3936519A1 (de) * | 1988-11-02 | 1990-05-03 | Alps Electric Co Ltd | Schicht aus weichmagnetischer legierung und magnetkopf mit einer solchen schicht |
DE3936519C2 (de) * | 1988-11-02 | 2001-01-25 | Alps Electric Co Ltd | Schicht aus weichmagnetischer Legierung |
DE4007243A1 (de) * | 1989-03-08 | 1990-09-20 | Alps Electric Co Ltd | Schicht aus weichmagnetischer legierung |
EP0442407A1 (de) * | 1990-02-13 | 1991-08-21 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Magnetfeldsensor mit ferromagnetischer, dünner Schicht |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4935314A (en) | 1990-06-19 |
KR910006582B1 (ko) | 1991-08-28 |
JP2555057B2 (ja) | 1996-11-20 |
KR880011739A (ko) | 1988-10-31 |
DE3810244C2 (de) | 1994-02-10 |
CN1012234B (zh) | 1991-03-27 |
JPS63236304A (ja) | 1988-10-03 |
CN88101596A (zh) | 1988-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3810244C2 (de) | Ferromagnetfilm und dessen Verwendung | |
DE3879305T2 (de) | Magnetkopf. | |
EP0016404B1 (de) | Magnetischer Aufzeichnungsträger und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3882832T2 (de) | Weicheisenmagnet-Dünnfilme. | |
DE3538852A1 (de) | Senkrecht-magnet-aufzeichnungsmedium und verfahren zu seiner herstellung | |
DE2622597C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmaterials | |
DE68911082T2 (de) | Weichmagnetischer Film mit hoher magnetischer Flussdichte sowie Magnetkopf. | |
DE2435887A1 (de) | Geraet zur herstellung von magnetischen aufzeichnungsmedien | |
DE3787401T2 (de) | Magnetischer Film und denselben verwendender Magnetkopf. | |
DE3443601A1 (de) | Magnetaufzeichnungsmedium | |
DE2729486C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Dünnschicht | |
DE3737266C2 (de) | Weichmagnetischer Dünnfilm | |
DE3789980T2 (de) | Magnetisches Speichermedium mit senkrechter Anisotropie. | |
DE4007243A1 (de) | Schicht aus weichmagnetischer legierung | |
DE3586404T2 (de) | Magnetischer duenner film. | |
DE3607500C2 (de) | ||
DE3927342C2 (de) | ||
DE3228044C2 (de) | Magnetisches Aufzeichnungsmaterial | |
DE3440386C2 (de) | ||
DE3541621A1 (de) | Anordnung zum abscheiden einer metallegierung | |
DE3788579T2 (de) | Ferromagnetischer dünner Film und ihn verwendender Magnetkopf. | |
DE69410974T2 (de) | Magnetischer Aufzeichungsträger | |
DE2747703B2 (de) | Ferromagnetisches Filmmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE4021376A1 (de) | Magnetkopf und verfahren zu seiner herstellung | |
DE68914100T2 (de) | Weichmagnetischer Mehrschichtfilm und mit einem derartigen weichmagnetischen Mehrschichtfilm versehener Magnetkopf. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |